PL235880B1 - System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles - Google Patents

System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles Download PDF

Info

Publication number
PL235880B1
PL235880B1 PL427623A PL42762318A PL235880B1 PL 235880 B1 PL235880 B1 PL 235880B1 PL 427623 A PL427623 A PL 427623A PL 42762318 A PL42762318 A PL 42762318A PL 235880 B1 PL235880 B1 PL 235880B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
compartment
actuator
suspension
vehicle
electromagnets
Prior art date
Application number
PL427623A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL427623A1 (en
Inventor
Paweł Marek Radziszewski
Tomasz Wojciech Kublin
Grzegorz Świątek
Original Assignee
Hyper Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyper Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Hyper Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL427623A priority Critical patent/PL235880B1/en
Priority to EP19798220.0A priority patent/EP3873787B1/en
Priority to EA202191018A priority patent/EA202191018A1/en
Priority to PL19798220.0T priority patent/PL3873787T3/en
Priority to MX2021004889A priority patent/MX2021004889A/en
Priority to CA3116607A priority patent/CA3116607A1/en
Priority to CN201980071743.9A priority patent/CN113165672A/en
Priority to US17/290,170 priority patent/US20210370992A1/en
Priority to JP2021547932A priority patent/JP2022509422A/en
Priority to PCT/EP2019/079708 priority patent/WO2020089320A1/en
Priority to ES19798220T priority patent/ES2955221T3/en
Publication of PL427623A1 publication Critical patent/PL427623A1/en
Publication of PL235880B1 publication Critical patent/PL235880B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00Other railway systems
    • B61B13/08Sliding or levitation systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00Other railway systems
    • B61B13/10Tunnel systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00Electric locomotives or railcars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest system półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych, w szczególności w pojazdach kolei magnetycznej oraz niskociśnieniowej (próżniowej).The subject of the invention is a system of semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles, in particular in magnetic and low-pressure (vacuum) railways.

Z dokumentu WO2004080779A1 znany jest system przechylania przedziału w pociągach dużej prędkości, w której korpus pociągu jest skonfigurowany tak, aby mógł się obracać bez konieczności instalacji konwencjonalnego urządzenia przechylającego korpus pociągu. Pozwala to na redukcję przyspieszenia poprzecznego i wzrost komfortu pasażerów. Korpus osadzony ma kształt okrągły i jest osadzony na prowadnicach w kształcie bieżni łożyskowych, które pozwalają na obrót korpusu w osi podłużnej. Ruch obrotowy zapewniany jest za pomocą silnika elektrycznego lub siłownika hydraulicznego, który steruje przechyleniem korpusu. Niemniej wspomniany dokument przedstawia inny sposób mocowania korpusu niż w niniejszym wynalazku. Ponadto, w przeciwieństwie do W O2004080779A1, gdzie silnik razem z przekładnią stanowi aktywny układ wykonawczy obrotu korpusu pociągu, w niniejszym wynalazku układ wykonawczy np. silnik służy tylko do tłumienia drgań ruchu przechylającego, zaś obrót wykonywany jest pasywnie pod wpływem sił bezwładności. Ponadto, wspomniany dokument WO2004080779A1 nie określa sposobu sterowania układem wykonawczym.From WO2004080779A1, a compartment tilting system in high speed trains is known in which the train body is configured to rotate without requiring the installation of a conventional train body tilting device. This allows to reduce lateral acceleration and increase passenger comfort. The embedded body has a round shape and is mounted on guides in the shape of bearing raceways, which allow the body to rotate along its longitudinal axis. The rotary movement is provided by an electric motor or a hydraulic actuator, which controls the tilting of the body. Nevertheless, said document shows a different method of fixing the body than in the present invention. Moreover, in contrast to W02004080779A1, where the engine together with the transmission constitutes an active actuator for the rotation of the train body, in the present invention the actuator system, e.g. the engine, serves only to damp vibrations of the tilting motion, and the rotation is performed passively under the influence of inertia forces. Moreover, said document WO2004080779A1 does not specify a method of controlling the actuator.

Podobne rozwiązanie, jak w powyższym dokumencie W O2004080779A1 można znaleźć we wniosku US 2018/0186389, który odnosi się bezpośrednio do kolei próżniowej.A similar solution as in the above document W O2004080779A1 can be found in application US 2018/0186389 which relates directly to the vacuum railway.

Podobnym dokumentem, który przedstawia stan techniki względem niniejszego wynalazku, jest EP0808758A1, gdzie został opisany konwencjonalny mechanizm wychylnego nadwozia stosowany m.in. w pociągach wysokich prędkości Alstom serii Pendolino, który ma inny sposób działania w porównaniu do niniejszego wynalazku. Analogicznie, w stanie techniki można znaleźć wynalazek firmy Talgo, która w dokumencie EP1826091A1 przedstawiła mechanizm przechylnego nadwozia na tzw. zawieszeniu kolumnowym, jednakże również odbiega on od wynalazku opisanego w niniejszym dokumencie ze względu na wyraźnie odmienną konstrukcję układu mechanicznego i zasady działania.A similar document which presents prior art to the present invention is EP0808758A1, which describes a conventional body tilting mechanism used i.a. on Alstom Pendolino series high-speed trains, which has a different mode of operation compared to the present invention. Similarly, in the prior art, the invention of the Talgo company can be found, which in the document EP1826091A1 presented a body tilting mechanism on a column suspension, however, also deviates from the invention described herein due to the clearly different mechanical system design and operating principle.

Kolej magnetyczną wspomnianą w niniejszym opisie należy rozumieć jako kolej o zawieszeniu elektromagnetycznym (EMS) lub elektrodynamicznym (EDS), która operuje w atmosferze normalnej, zaś kolej konwencjonalną, jako wszelkie pojazdy szynowe kolei konwencjonalnej między innymi pojazdy typu tramwaj oraz metro, poruszające się po nawierzchni złożonej z szyn przy użyciu kół tocznych znajdujących się w podwoziu pojazdu. Jeżeli kolej magnetyczna lub konwencjonalna w rozumieniu powyższych definicji operuje w warunkach obniżonego ciśnienia, wówczas definiuje się ją, jako kolej próżniową lub kolej niskociśnieniową (ang. vactrain, hyperloop).The magnetic railway mentioned in this description should be understood as an electromagnetic (EMS) or electrodynamic (EDS) suspension railway, which operates in a normal atmosphere, and a conventional railway as all conventional rail vehicles, including tram and metro vehicles, running on the surface consisting of rails by running wheels located in the vehicle chassis. If a magnetic or conventional railway within the meaning of the above definitions is operated under reduced pressure, then it is defined as a vacuum railway or a low pressure railway (hyperloop).

Konieczność stosowania kompensacji przeciążeń bocznych jest istotnym elementem w transporcie kolejowym, ponieważ pozwala na podniesienie komfortu pasażerów, zwiększenie prędkości podczas pokonywania łuków, a w konsekwencji przepustowości danego korytarza transportowego oraz podniesienie poziomu bezpieczeństwa (niższe prawdopodobieństwo wykolejenia się pociągu). Obecnie w technice stosuje się dwa rozwiązania kompensacji przeciążeń. Pierwszym jest budowanie torowisk z uwzględnieniem przechyłek torowiska (maksymalna dopuszczalna przechyłka dla Polski to 180 mm, co przekłada się na ok. 7.1 stopnia przechylenia torowiska). Drugim rozwiązaniem jest stosowanie wychylnego nadwozia w pociągach dużej prędkości. W tym przypadku maksymalny kąt przechyłu pociągu to 8 stopni. Sumując okazuje się, że maksymalny kąt przechyłu przy zastosowaniu równolegle obu rozwiązań to ok. 15 stopni. Po analizach dotyczących warunków eksploatacji kolei próżniowej określono minimalną przechyłkę znacznie powyżej 15 stopni, co implikuje konieczność zastosowania innych rozwiązań niż znane z kolei konwencjonalnej.The necessity to use compensation of lateral overloads is an important element in rail transport, as it allows to increase passenger comfort, increase speed when negotiating curves and, consequently, the capacity of a given transport corridor, and increase the level of safety (lower probability of a train derailment). Currently, the technique uses two overload compensation solutions. The first is the construction of the tracks, taking into account the tilt of the track (the maximum allowable cant for Poland is 180 mm, which translates into approx. 7.1 degree of track inclination). The second solution is to use a tilting body on high speed trains. In this case, the maximum heel angle of the train is 8 degrees. Summing up, it turns out that the maximum angle of heel when both solutions are used in parallel is approx. 15 degrees. After the analyzes of the operating conditions of the vacuum railway, the minimum cant was significantly above 15 degrees, which implies the need to use solutions other than those known from the conventional railway.

Istotą wynalazku jest system kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych składający się z części mechanicznej oraz elektronicznej, przy czym część mechaniczna składa się z przedziału zamontowanego na zawieszeniu pozwalającym na obrót przedziału względem osi podłużnej pojazdu, zawieszenia, oraz układu wykonawczego natomiast część elektroniczna składa się z czujników, które odczytują właściwe parametry ruchu, magistrali przesyłającej dane z czujników, komputera przetwarzającego, sterownika układu wykonawczego, który otrzymuje przetworzone dane od komputera i zamienia je na sygnał wysyłany do układu wykonawczego charakteryzujący się tym, że składowa środka ciężkości przedziału leżąca na płaszczyźnie symetrii pojazdu zawierającej podłużną oś obrotu przedziału znajduje się poniżej jego podłużnej osi obrotu oraz układ wykonawczy jest sprzężony ujemnym sprzężeniem zwrotnym z komputerem w celu możliwości sterowania uchybem wychylenia przedziału.The essence of the invention is a lateral overload compensation system in motor vehicles, consisting of a mechanical and electronic part, the mechanical part consisting of a compartment mounted on the suspension that allows the compartment to rotate in relation to the longitudinal axis of the vehicle, suspension and the actuator system, while the electronic part consists of sensors which read the appropriate traffic parameters, bus transmitting data from sensors, processing computer, actuator system driver, which receives processed data from the computer and converts it into a signal sent to the actuator, characterized by the fact that the component of the center of gravity of the compartment lying on the symmetry plane of the vehicle containing the compartment's longitudinal rotation axis is below its longitudinal rotation axis, and the actuator is coupled with a negative feedback to the computer in order to be able to control the compartment's deviation error.

PL 235 880 B1PL 235 880 B1

Korzystnie, zawieszenie zawiera łożyska zamontowane na wałach z mocowaniami przedziału, które są przymocowane z obu stron przedziału, lub na prowadnicach przymocowanych bezpośrednio do przedziału. Korzystnie, układ wykonawczy jest elektrycznym silnikiem obrotowym przymocowanym co najmniej do jednego wału z mocowaniem przedziału. Korzystnie, układ wykonawczy jest układem elektromagnesów. Korzystnie układ elektromagnesów jest mocowany na dole przedziału i jest wbudowany w prowadnice lub równolegle do nich.Preferably, the suspension comprises bearings mounted on shafts with compartment mountings which are attached on both sides of the compartment, or on guides attached directly to the compartment. Preferably, the actuator is an electric rotary motor attached to at least one shaft with a compartment mount. Preferably, the actuator is a system of electromagnets. Preferably, the arrangement of electromagnets is mounted at the bottom of the compartment and is built into or parallel to the guides.

Korzystnie, układ elektromagnesów jest mocowany na górze przedziału, pełniąc jednocześnie funkcję zawieszenia. Korzystnie, górna część układu elektromagnesów jest przymocowana do pojazdu lub toru prowadzącego wewnątrz rury. Korzystnie, przedziały są połączone w jeden pojazd za pomocą elastycznego łącznika pierścieniowego. Korzystnie, łącznik pierścieniowy jest wykonany z elastomerów wzmocnionych konstrukcją z metali, ich stopów lub materiałów polimerowych lub kompozytowych. Korzystnie, kompensacja przeciążeń każdego z przedziałów odbywa się niezależnie.Preferably, the system of electromagnets is mounted on the top of the compartment while also acting as a suspension. Preferably, the top of the solenoid assembly is attached to the vehicle or guide track inside the tube. Preferably, the compartments are connected to a single vehicle by means of a flexible ring connector. Preferably, the ring connector is made of elastomers reinforced with a structure of metals, their alloys, or polymeric or composite materials. Preferably, the overload compensation of each of the compartments is performed independently.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach: fig. 1, który przedstawia system półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych, w którym układ wykonawczy jest obrotowym silnikiem elektrycznym, fig. 2 przedstawia system półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych, w którym układ wykonawczy jest układem elektromagnesów wbudowanym w prowadnice zamontowanym w dolnej części przedziału 9, fig. 3 przedstawia system elektroniczny, który pozwala na określanie parametrów ruchu systemu półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych, fig. 4 przedstawia system pozwalający łączyć dwa przedziały ze sobą za pomocą elastycznego łącznika pierścieniowego 12, fig. 5 przedstawia składową środka ciężkości przedziału leżącą na płaszczyźnie symetrii pojazdu zawierającej podłużną oś obrotu przedziału będącą poniżej jego podłużnej osi obrotu, fig. 6 przedstawia system półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych, w którym układ wykonawczy jest układem elektromagnesów 10 zamontowanym w górnej części przedziału 9 oraz obie części układu elektromagnesów 10 są zamontowane w pojeździe mechanicznym, fig. 7 przedstawia system półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych, w którym układ wykonawczy jest układem elektromagnesów zamontowanym w górnej części przedziału 9, przy czym górna część układu elektromagnesów lub cewek 10.2 jest zamontowana w torze, zaś dolna część układu elektromagnesów lub cewek 10.1 przymocowana jest do pojazdu mechanicznego.The invention has been presented in an embodiment in the drawings: Fig. 1, which shows the system of semi-active side overload compensation in motor vehicles, in which the actuator system is a rotary electric motor, Fig. 2 shows the system of semi-active side overload compensation in motor vehicles, in which the actuator system is is a system of electromagnets built into the guides mounted in the lower part of the compartment 9, Fig. 3 shows an electronic system that allows to determine the parameters of the movement of the semi-active side overload compensation system in motor vehicles, Fig. 4 shows a system allowing to connect two compartments with each other by means of a flexible connector 12, Fig. 5 shows the component of the center of gravity of the compartment lying on the plane of symmetry of the vehicle containing the longitudinal axis of rotation of the compartment below its longitudinal axis of rotation, Fig. 6 shows the system of semi-active compensation of lateral loads in the vehicle motor roof, in which the actuator system is a system of electromagnets 10 mounted in the upper part of the compartment 9, and both parts of the system of electromagnets 10 are mounted in a motor vehicle, Fig. 7 shows a system of semi-active side overload compensation in motor vehicles, in which the actuator system is a system of electromagnets mounted in the upper part of the compartment 9, the upper part of the arrangement of electromagnets or coils 10.2 is mounted in the track and the lower part of the arrangement of electromagnets or coils 10.1 is attached to the motor vehicle.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

System półaktywnej kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych składa się z części mechanicznej pokazanej na fig. 1 oraz fig. 2 oraz elektronicznej pokazanej na fig. 3. Część mechaniczna składa się z przedziału 9, zawieszenia 6, oraz układu wykonawczego 5 z przekładnią mechaniczną 7. Przedział 9, wewnątrz którego przewożone są towary oraz pasażerowie, zamontowany jest na zawieszeniu 6 pozwalającym na obrót przedziału względem osi podłużnej pojazdu. Przedział może być konstrukcją ramową lub samonośną, której przynajmniej dolna część przekroju poprzecznego przedziału jest osiowosymetryczna względem osi obrotu. Zawieszenie 6 może być skonstruowane w taki sposób, że obrót wykonywany jest na łożyskach zamontowanych na wałach przymocowanych do przedziału 9, które są przymocowane z obu stron przedziału 9, lub na prowadnicach 11 przymocowanych bezpośrednio do przedziału 9. Układ wykonawczy 5 jest przymocowany co najmniej do jednego wału z mocowaniem przedziału 8 lub jest związany bezpośrednio z prowadnicami 11. Pełni on funkcję półaktywnego tłumika przeciążeń bocznych. Układ wykonawczy może być obrotowym silnikiem elektrycznym jak pokazano na fig. 1, układem elektromagnesów 10 wbudowanym w prowadnice 11 jak pokazano na fig. 2 lub zamontowanym równolegle do prowadnic, albo układem siłowników elektrycznych, hydraulicznych bądź mieszanych. Istotne jest, żeby składowa środka ciężkości przedziału leżąca na płaszczyźnie symetrii pojazdu zawierającej podłużną oś obrotu przedziału była poniżej jego podłużnej osi obrotu jak pokazano na fig. 5. W przeciwnym przypadku konieczne jest zastosowanie aktywnego układu kompensacji przeciążeń, jednakże takie rozwiązania można znaleźć w obecnym stanie techniki. Poprzez środek ciężkości przedziału rozumie się punkt w przestrzeni, na który działa wypadkowa siła grawitacji wynikająca z sumy sił grawitacji działającej na każdy element przedziału 9.The semi-active lateral overload compensation system in motor vehicles consists of a mechanical part shown in Fig. 1 and Fig. 2 and an electronic part shown in Fig. 3. The mechanical part consists of a compartment 9, a suspension 6, and an actuator 5 with a mechanical transmission 7. The compartment 9, inside which goods and passengers are transported, is mounted on a suspension 6 that allows the compartment to be rotated in relation to the longitudinal axis of the vehicle. The compartment may be a frame or self-supporting structure, at least a lower portion of the compartment cross-sectional axis symmetric with the axis of rotation. The suspension 6 can be designed in such a way that the rotation is performed on the bearings mounted on the shafts attached to the compartment 9, which are attached on both sides of the compartment 9, or on the guides 11 attached directly to the compartment 9. The actuator 5 is attached at least to the compartment 9. of one shaft with compartment fastening 8 or is directly related to the guides 11. It acts as a semi-active side overload damper. The actuator may be a rotating electric motor as shown in Fig. 1, a system of electromagnets 10 built into guides 11 as shown in Fig. 2 or mounted parallel to the guides, or a system of electric, hydraulic or mixed actuators. It is important that the component of the center of gravity of the compartment lying on the plane of symmetry of the vehicle containing the longitudinal axis of rotation of the compartment is below its longitudinal axis of rotation as shown in Fig. 5. Otherwise, it is necessary to use an active overload compensation system, however, such solutions can be found in the present state. techniques. The center of gravity of the compartment is a point in space affected by the resultant force of gravity resulting from the sum of the forces of gravity acting on each element of the compartment 9.

Część elektroniczna wynalazku jest systemem elektronicznym, który pozwala na określanie parametrów ruchu np. przyspieszeń, prędkości oraz pozycji liniowych i kątowych pojazdu, następnie na ich podstawie określa odpowiedzi układu wykonawczego 5. Część elektroniczna składa się z czujników 1, które odczytują właściwe parametry ruchu, magistrali 2 przesyłającej dane z czujników 1, komputera przetwarzającego 3 oraz sterownika układu wykonawczego 4, który otrzymuje przetworzone dane od komThe electronic part of the invention is an electronic system that allows you to determine the motion parameters, e.g. acceleration, speed and linear and angular positions of the vehicle, then on their basis it determines the responses of the actuator system 5. The electronic part consists of sensors 1 that read the appropriate parameters of traffic, bus 2 transmitting data from sensors 1, processing computer 3 and actuator controller 4, which receives processed data from com

PL 235 880 B1 putera 3 i zamienia je na sygnał wysyłany do układu wykonawczego 5. Układ wykonawczy jest sprzężony ujemnym sprzężeniem zwrotnym z komputerem 3 w celu możliwości sterowania uchybem przedziału 9 jak pokazano na fig. 3. Ujemne sprzężenie zwrotne jest mechanizmem regulacyjnym, w którym sygnał wyjściowy jest kierowany z powrotem do wejścia w celu sprawdzenia różnicy pomiędzy sygnałem na wejściu (wartością pożądaną), a jego zmierzoną wartością wyjściową. Dzięki informacji o odchyłce tzw. uchybie można utrzymywać parametr wyjściowy na pożądanym poziomie.Of the computer 3 and converts it into a signal sent to the actuator 5. The actuator is coupled negatively to the computer 3 in order to be able to control the offset of the interval 9 as shown in Fig. 3. Negative feedback is an adjusting mechanism in which the output signal is routed back to the input to check the difference between the input signal (the desired value) and its measured output value. Thanks to the information about the deviation, the so-called error, you can keep the output parameter at the desired level.

Jeśli pojazd składa się z więcej niż jednego przedziału, systemy kompensacji są niezależne dla każdego z przedziałów.If the vehicle comprises more than one compartment, the compensation systems are independent for each compartment.

W przypadku konieczności łączenia przedziałów 9 ze sobą, można to zrealizować za pomocą elastycznego łącznika 12 w kształcie pierścienia, który pozwala zachować szczelność przedziałów oraz umożliwia kompensację różnicy wychyleń dwóch sąsiadujących przedziałów, które w przypadku pracy niezależnej będą w danej chwili miały inne kąty wychylenia jak pokazano na Fig. 4. Łącznik 12 jest wykonany z elastomerów wzmocnionych konstrukcją z metali, ich stopów lub sztywnych materiałów polimerowych lub kompozytowych.If it is necessary to connect the compartments 9 to each other, this can be done by means of a ring-shaped flexible connector 12, which allows the compartments to be sealed and allows to compensate for the difference in deflections of two adjacent compartments, which in the case of independent operation will at a given moment have different deflection angles as shown. in Fig. 4. The connector 12 is made of elastomers reinforced with a structure of metals, their alloys or rigid polymeric or composite materials.

Koncepcja półaktywnego sterowania, co jest istotą wynalazku, opiera się na założeniu, że układ wykonawczy wykonuje możliwie minimum pracy w celu utrzymania przedziału 9 w zadanej pozycji. Oznacza to, że w wyniku działania sił bocznych przedział 9, jako że znajduje się na zawieszeniu, które pozwala mu na swobodny obrót względem osi, obraca się samoistnie tak, żeby siły działające na niego się równoważyły, natomiast układ wykonawczy 5 służy tylko tłumieniu drgań, które wynikają z fluktuacji poszczególnych sił w ruchu oraz z bezwładności elementów mechanicznych.The concept of semi-active control, which is the essence of the invention, is based on the assumption that the actuator performs the minimum possible work in order to keep the interval 9 in a given position. This means that as a result of lateral forces, the compartment 9, as it is located on the suspension, which allows it to rotate freely in relation to the axis, rotates by itself so that the forces acting on it are balanced, while the actuator 5 serves only to dampen vibrations, which result from the fluctuations of individual forces in motion and from the inertia of mechanical elements.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

W korzystnym przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 6 pokazano wariant zawieszenia opartego na układzie elektromagnesów 10 z fig. 2, przy czym układ elektromagnesów 10 składający się z elektromagnesów lub cewek górnych 10.2 oraz elektromagnesów lub cewek dolnych 10.1 jest zamontowany na górze przedziału 9. Dodatkowo, w przypadku zaistnienia konieczności konstrukcyjnej, w dolnej części pojazdu 13 zamontowane są prowadnice 11 przedziału 9.In the preferred embodiment shown in Fig. 6 a variant of the suspension based on the arrangement of electromagnets 10 of Fig. 2 is shown, the arrangement of electromagnets 10 consisting of the upper electromagnets or coils 10.2 and the electromagnets or lower coils 10.1 are mounted on the top of the compartment 9. Additionally, in the event of a structural necessity, guides 11 of the compartment 9 are mounted in the lower part of the vehicle 13.

Wariantem dla tego wykonania systemu półaktywnej kompensacji bocznej jest również montaż magnesów lub cewek górnych 10.2 do toru prowadzącego 15 wewnątrz rury próżniowej 14, który jest widoczny na Fig. 7. Układ taki znajduje zastosowanie szczególnie w kolei magnetycznej lub niskociśnieniowej z lewitacji elektromagnetycznej.A variant for this embodiment of the semi-active lateral compensation system is also the mounting of the top magnets or coils 10.2 to the guide track 15 inside the vacuum tube 14 which is shown in Fig. 7. Such an arrangement finds application particularly in magnetic or low pressure electromagnetic levitation railways.

Korzyścią stosowania takiego rozwiązania jest możliwość uzyskania znacząco większych kątów przechylenia przedziału, co implikuje możliwość osiągania znacznie wyższych prędkości przy stałym łuku w porównaniu z istniejącymi rozwiązaniami. Ponadto system zużywa mniej energii względem istniejących rozwiązań i jest bezpieczniejszy, gdyż w wyniku awarii np. zasilania wraca on do położenia bezpiecznego lub działa, jako system pasywny, który również przy odpowiednim zaprojektowaniu jest bezpieczny. Półaktywne sterowanie daje również możliwość optymalizacji ruchu i tłumienia przechyłki przedziału w celu osiągnięcia możliwie najwyższego komfortu jazdy dla pasażerów lub bezpieczeństwa transportu towarów.The advantage of using such a solution is the possibility of obtaining significantly larger angles of inclination of the compartment, which implies the possibility of achieving much higher speeds with a constant arc compared to the existing solutions. In addition, the system uses less energy compared to the existing solutions and is safer, because as a result of a failure, e.g. power supply, it returns to the safe position or works as a passive system, which is also safe when properly designed. The semi-active control also makes it possible to optimize the movement and suppression of the cant in the compartment in order to achieve the highest possible ride comfort for passengers or safe transport of goods.

Claims (11)

1. System kompensacji przeciążeń bocznych w pojazdach mechanicznych składający się z części mechanicznej oraz elektronicznej, przy czym część mechaniczna składa się z przedziału (9) zamontowanego na zawieszeniu (6) pozwalającym na obrót przedziału względem osi podłużnej pojazdu, zawieszenia (6), oraz układu wykonawczego (5) natomiast część elektroniczna składa się z czujników (1), które odczytują właściwe parametry ruchu, magistrali (2) przesyłającej dane z czujników (1), komputera przetwarzającego (3), sterownika układu wykonawczego (4), który otrzymuje przetworzone dane od komputera (3) i zamienia je na sygnał wysyłany do układu wykonawczego (5) znamienny tym, że składowa środka ciężkości przedziału leżąca na płaszczyźnie symetrii pojazdu zawierającej podłużną oś obrotu przedziału znajduje się poniżej jego podłużnej osi obrotu oraz układ wykonawczy (5) jest sprzężony ujemnym sprzężeniem zwrotnym z komputerem (3) w celu możliwości sterowania uchybem wychylenia przedziału (9).1.Side overload compensation system in motor vehicles, consisting of a mechanical and electronic part, the mechanical part consisting of a compartment (9) mounted on a suspension (6) that allows the compartment to rotate in relation to the longitudinal axis of the vehicle, suspension (6), and a system of the actuator (5), while the electronic part consists of sensors (1) that read the appropriate traffic parameters, a bus (2) transmitting data from sensors (1), a processing computer (3), an actuator controller (4) that receives the processed data from the computer (3) and converts it into a signal sent to the actuator (5), characterized in that the component of the center of gravity of the compartment lying on the plane of vehicle symmetry containing the longitudinal axis of rotation of the compartment is below its longitudinal axis of rotation, and the actuator (5) is coupled negative feedback with the computer (3) in order to be able to control the deviation of the interval (9). PL 235 880 B1PL 235 880 B1 2. System według zastrz. 1 znamienny tym, że zawieszenie (6) zawiera łożyska zamontowane na wałach z mocowaniami przedziału (8), które są przymocowane z obu stron przedziału (9), lub na prowadnicach (11) przymocowanych bezpośrednio do przedziału (9).2. The system according to p. Characterized in that the suspension (6) comprises bearings mounted on shafts with compartment mountings (8) which are attached on both sides of the compartment (9), or on guides (11) attached directly to the compartment (9). 3. System według zastrz. 1 znamienny tym, że układ wykonawczy jest elektrycznym silnikiem obrotowym przymocowanym co najmniej do jednego wału z mocowaniem przedziału (8).3. The system according to p. Characterized in that the actuator is an electric rotary motor attached to at least one shaft with a compartment mount (8). 4. System według zastrz. 1 znamienny tym, że układ wykonawczy jest układem elektromagnesów (10).4. The system according to p. A system according to claim 1, characterized in that the actuator is a system of electromagnets (10). 5. System według zastrz. 4 znamienny tym, że układ elektromagnesów jest mocowany na dole przedziału (9) i jest wbudowany w prowadnice (11) lub równolegle do nich.5. The system according to p. Characterized in that the arrangement of electromagnets is fitted at the bottom of the compartment (9) and is built into or parallel to the guides (11). 6. System według zastrz. 4 znamienny tym, że układ elektromagnesów jest mocowany na górze przedziału (9), pełniąc jednocześnie funkcję zawieszenia (6).6. The system according to p. 4, characterized in that the system of electromagnets is mounted on the top of the compartment (9), acting simultaneously as a suspension (6). 7. System według zastrz. 6 znamienny tym, że górna część układu elektromagnesów (10.2) jest przymocowana do pojazdu (13) lub toru prowadzącego (15) wewnątrz rury (14).7. The system according to p. Characterized in that the upper part of the electromagnet assembly (10.2) is attached to the vehicle (13) or the guide track (15) inside the tube (14). 8. System według zastrz. 1 znamienny tym, że przedziały (9) są połączone w jeden pojazd za pomocą elastycznego łącznika pierścieniowego (12).8. The system according to p. Characterized in that the compartments (9) are joined into a single vehicle by means of a flexible ring connector (12). 9. System według zastrz. 8 znamienny tym, że łącznik pierścieniowy jest wykonany z elastomerów wzmocnionych konstrukcją z metali, ich stopów lub materiałów polimerowych lub kompozytowych.9. The system according to p. Characterized in that the ring connector is made of elastomers reinforced with a structure of metals, their alloys or polymeric or composite materials. 10. System według zastrz. 8 lub 9 znamienny tym, że kompensacja przeciążeń każdego z przedziałów odbywa się niezależnie.10. The system according to p. The method of claim 8 or 9, characterized in that the compensation of overloads of each of the intervals is performed independently. 11. System według zastrz. 1 znamienny tym, że w przypadku awarii systemu elektronicznego może działać, jako system pasywny.11. The system according to p. 3. The method of claim 1, characterized in that in the event of a failure of the electronic system it can operate as a passive system.
PL427623A 2018-10-30 2018-10-30 System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles PL235880B1 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL427623A PL235880B1 (en) 2018-10-30 2018-10-30 System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles
EP19798220.0A EP3873787B1 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor
EA202191018A EA202191018A1 (en) 2018-10-30 2019-10-30 RAILWAY VEHICLE WITH TILT BODY AND RAILWAY SYSTEM WITH SUCH RAILWAY VEHICLE
PL19798220.0T PL3873787T3 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor
MX2021004889A MX2021004889A (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor.
CA3116607A CA3116607A1 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor
CN201980071743.9A CN113165672A (en) 2018-10-30 2019-10-30 Train with inclined carriage and railway system
US17/290,170 US20210370992A1 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor
JP2021547932A JP2022509422A (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railroad vehicles with variable angle passenger cars and their railroad systems
PCT/EP2019/079708 WO2020089320A1 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor
ES19798220T ES2955221T3 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting car and railway system for it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL427623A PL235880B1 (en) 2018-10-30 2018-10-30 System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL427623A1 PL427623A1 (en) 2020-05-04
PL235880B1 true PL235880B1 (en) 2020-11-02

Family

ID=68468684

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL427623A PL235880B1 (en) 2018-10-30 2018-10-30 System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles
PL19798220.0T PL3873787T3 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL19798220.0T PL3873787T3 (en) 2018-10-30 2019-10-30 Railway vehicle with tilting carriage and railway system therefor

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20210370992A1 (en)
EP (1) EP3873787B1 (en)
JP (1) JP2022509422A (en)
CN (1) CN113165672A (en)
CA (1) CA3116607A1 (en)
EA (1) EA202191018A1 (en)
ES (1) ES2955221T3 (en)
MX (1) MX2021004889A (en)
PL (2) PL235880B1 (en)
WO (1) WO2020089320A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12103569B2 (en) * 2023-01-31 2024-10-01 Tsunami Energy Enterprise Pty Ltd Vacuum pipeline magnetic levitation conveying device

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2859711A (en) * 1956-05-15 1958-11-11 Frank A Track Fluid suspension for a load carrying body
DE2156366A1 (en) * 1971-11-12 1973-05-17 Georg Hubmann RAIL VEHICLE
US3911829A (en) * 1974-09-25 1975-10-14 Rohr Industries Inc Wheeled vehicle magnetic suspension system
FR2645097B1 (en) * 1989-03-28 1991-06-21 Caoutchouc Manuf Plastique DEFORMABLE MEMBRANE FOR INTERCIRCULATION TUNNEL BETWEEN SUCCESSIVE RAILWAY OR ROAD VEHICLES WITH GROWING DEPTH WAVE
JPH05162643A (en) * 1991-12-13 1993-06-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Lateral force reducing device for rolling stock
US5653173A (en) * 1992-08-14 1997-08-05 Fischer; Phillip A. Induction motor monorail system
FR2748979B1 (en) * 1996-05-22 1998-07-10 Gec Alsthom Transport Sa DEVICE FOR PENDULATING ARTICULATED VEHICLES, OAR OF VEHICLES AND VEHICLE COMPRISING SUCH A DEVICE
WO2001030630A1 (en) * 1999-10-27 2001-05-03 Deutsche Bahn Ag Rail mounted vehicle segment with a centrifugal force compensation device integrated into the body thereof
JP4668434B2 (en) * 2001-02-22 2011-04-13 新潟トランシス株式会社 Pendulum cart for railway vehicle and pendulum control method for the cart
JP2002305809A (en) * 2001-03-30 2002-10-18 Nsk Ltd Magnetic levitation transportation system utilizing potential energy
US6622637B2 (en) * 2001-07-26 2003-09-23 Richard Cummins Arcuate tilting mechanism for high speed trains
US20040244633A1 (en) * 2003-05-08 2004-12-09 Witmer Warner H. Cats-constrained airplane transportation system
CN100415563C (en) * 2004-09-03 2008-09-03 尚德敏 High-speed railway
KR100604421B1 (en) * 2004-12-29 2006-07-25 한국철도기술연구원 Tilting railroad car having low center of gravity
EP2216228B1 (en) * 2007-12-06 2017-05-03 KYB Corporation Vehicle body tilting device for railroad vehicle
CN201553197U (en) * 2008-01-19 2010-08-18 白风山 Vehicle stabilization system with multi-directional control function
JP5184111B2 (en) * 2008-01-21 2013-04-17 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Magnetic track bed tilting device
FR2926772B1 (en) * 2008-01-24 2010-08-13 Alstom Transport Sa INTERCIRCULATION BELLOW BETWEEN CARS OF A RAILWAY VEHICLE
JP5038960B2 (en) * 2008-03-31 2012-10-03 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Method for controlling body tilt angle of pendulum vehicle and control system for body tilt angle of pendulum vehicle
KR101006849B1 (en) * 2008-12-31 2011-01-12 한국철도기술연구원 wheel typed superspeed train system
WO2012101535A2 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Louw Andries Auret A magnetic levitation or suspension vehicle
CN202491697U (en) * 2012-01-03 2012-10-17 上海延锋江森座椅有限公司 Anti-diving adjustable mechanism for automobile seat
FR2987801B1 (en) * 2012-03-07 2014-04-18 Alstom Transport Sa PUNCHING DEVICE FOR RECOVERING TRANSVERSE AND LONGITUDINAL EFFORTS
EP2842826B1 (en) * 2013-08-28 2019-11-20 Bombardier Transportation GmbH Vehicle having side wind effect compensation
KR101881002B1 (en) * 2016-11-23 2018-08-24 한국철도기술연구원 Sub-sonic capsule train having improved running stability
KR102534697B1 (en) * 2016-12-29 2023-05-19 하이퍼루프 테크놀로지스 인코퍼레이티드 vehicle guidance system

Also Published As

Publication number Publication date
PL3873787T3 (en) 2023-11-27
CN113165672A (en) 2021-07-23
JP2022509422A (en) 2022-01-20
EA202191018A1 (en) 2021-07-27
EP3873787B1 (en) 2023-06-07
PL427623A1 (en) 2020-05-04
ES2955221T3 (en) 2023-11-29
WO2020089320A1 (en) 2020-05-07
CA3116607A1 (en) 2020-05-07
MX2021004889A (en) 2021-06-15
EP3873787C0 (en) 2023-06-07
US20210370992A1 (en) 2021-12-02
EP3873787A1 (en) 2021-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101006849B1 (en) wheel typed superspeed train system
ES2978901T3 (en) Vehicle with roll compensation
Goodall et al. Active suspensions
AU2007267234A1 (en) Method for regulating an active chassis of a tracked vehicle
WO2019184055A1 (en) Magnetic suspension bogie and train
JPS6311841B2 (en)
EP3500472B1 (en) Rail transport system
US20240067234A1 (en) Levitation frame, vehicle, rail system and magnetic levitation railway
CN111348068A (en) Wheel pair, bogie and rail vehicle
WO2015158543A1 (en) Magnetic suspension
CN110316212B (en) Bogie of railway vehicle
PL235880B1 (en) System for semi-active compensation of lateral overloads in motor vehicles
CN111348067A (en) Bogie and rail vehicle
CN114084185B (en) Bogie with safety stop and railway vehicle
Kuczyk et al. The concept of suspended urban rail vehicle
JP2559521B2 (en) Railway vehicle
JP6999076B2 (en) Railroad vehicle body control device
KR101326857B1 (en) tilting apparatus with magnetic bearing
CZ117796A3 (en) Method of cross stabilization of railway vehicles equipped with wagon body steering in dependence on track curve
Goodall et al. Active Suspensions for Railway Vehicles–An Avoidable Luxury or an Inevitable Consequence?
KR100954565B1 (en) Method for lateral damping control by using electro-magnet eccentric arrangement on the truck of urban transit maglev
CN117601662B (en) Permanent magnet suspension structure for realizing stable operation of upper magnet and lower magnet in magnetic levitation pair deflection mode
CN215204443U (en) Suspension type maglev train
EP3546313A1 (en) Yawing suppression device for railway vehicle and railway vehicle including same
RU2782389C1 (en) Method for functioning of a combined suspension and high-speed magnitolevity transport with a combined suspension functioning in accordance with such method